DE102019212272A1 - Control of a vehicle damping system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines Dämpfungssystems (20) eines Fahrzeugs (10), mit den Schritten: Prognostizieren von einer Fahrzeugbewegung, welche zumindest eine Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs (10) in einem in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (10) vorausliegenden Fahrtstreckenabschnitt erfahren kann, Vorausbestimmen von mindestens einem Steuerungsparameter für ein Dämpfungssystem (20) des Fahrzeugs (10) basierend auf der prognostizierten Fahrzeugbewegung, und Steuern des Dämpfungssystems (20) basierend auf dem vorausbestimmten Steuerungsparameter, um die prognostizierte Fahrzeugbewegung zumindest zu verringern. Die Erfindung beschreibt auch eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Dämpfungssystems und ein Fahrzeug mit einem solchen.The invention describes a method for controlling a damping system (20) of a vehicle (10), with the following steps: forecasting a vehicle movement which at least one vehicle component of the vehicle (10) can experience in a route section ahead in the direction of travel of the vehicle (10) Predetermining at least one control parameter for a damping system (20) of the vehicle (10) based on the predicted vehicle movement, and controlling the damping system (20) based on the predetermined control parameter in order to at least reduce the predicted vehicle movement. The invention also describes a control device for controlling a damping system and a vehicle with such.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Dämpfungssystems eines Fahrzeugs. Die Erfindung bezieht sich zudem auf eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Dämpfungssystems eines Fahrzeugs und auf ein Fahrzeug mit einer derartigen Steuereinrichtung.The present invention relates to a method for controlling a damping system of a vehicle. The invention also relates to a control device for controlling a damping system of a vehicle and to a vehicle with such a control device.
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Ansteuern eines Fahrzeugdämpfungssystems bekannt. So ist es aus der
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zum Steuern eines Dämpfungssystems eines Fahrzeugs. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Nutzfahrzeug handeln. Das Dämpfungssystem kann ein Fahrgestelldämpfungssystem beziehungsweise ein Chassisdämpfungssystem aufweisen, welches mindestens einen Fahrgestelldämpfer aufweisen kann. Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Nutzfahrzeug, kann das Dämpfungssystem alternativ oder zusätzlich zu einem Fahrgestelldämpfungssystem ein Fahrerkabinendämpfungssystem aufweisen. Das Fahrerkabinendämpfungssystem kann mindestens einen Fahrerkabinendämpfer aufweisen, welcher eine Fahrerkabine des Fahrzeugs mit einem Fahrgestell des Fahrzeugs dämpfend verbinden kann.In one aspect, the invention relates to a method for controlling a damping system of a vehicle. The vehicle can be a commercial vehicle. The damping system can have a chassis damping system or a chassis damping system, which can have at least one chassis damper. If the vehicle is a commercial vehicle, the damping system can have a driver's cab damping system as an alternative or in addition to a chassis damping system. The driver's cab damping system can have at least one driver's cab damper, which can connect a driver's cab of the vehicle to a chassis of the vehicle in a damping manner.
Das Verfahren weist als einen Schritt ein Prognostizieren von einer Fahrzeugbewegung, welche zumindest eine Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs in einem in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegenden Fahrtstreckenabschnitt erfahren kann, auf. The method has, as a step, a forecast of a vehicle movement which at least one vehicle component of the vehicle can experience in a route section lying ahead in the direction of travel of the vehicle.
Das Prognostizieren kann ein Vorausbestimmen beziehungsweise Ermitteln einer in dem vorausliegenden Fahrtstreckenabschnitt zu erwartenden Fahrzeugbewegung aufweisen. Das Prognostizieren kann ein modellbasiertes Bestimmen der Fahrzeugbewegung aufweisen, wobei das Prognostizieren auf einem vordefinierten Fahrzeugdämpfungsmodell basieren kann. Das Fahrzeugdämpfungsmodell kann ein Fahrgestelldämpfungsmodell aufweisen. Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Nutzfahrzeug, kann das Fahrzeugdämpfungsmodell alternativ oder zusätzlich zu dem Fahrgestelldämpfungsmodell ein Fahrerkabinendämpfungsmodell aufweisen.The forecasting can include a predetermination or determination of a vehicle movement to be expected in the driving route section ahead. The forecasting can include a model-based determination of the vehicle movement, wherein the forecasting can be based on a predefined vehicle damping model. The vehicle damping model can include a chassis damping model. If the vehicle is a utility vehicle, the vehicle damping model can have a driver's cab damping model as an alternative or in addition to the chassis damping model.
Die Fahrzeugbewegung kann insbesondere eine Rotationsbewegung von zumindest einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs aufweisen. Die Rotationsbewegung kann mindestens eines aufweisen von einem Wanken, einem Wippen und einem Gieren von zumindest einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs. Weist die Fahrzeugbewegung ein Wanken auf, rotiert die Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs oder das Fahrzeug um die Fahrzeuglängsachse. Weist die Fahrzeugbewegung ein Wippen auf, rotiert die Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs oder das Fahrzeug um die Fahrzeugquerachse. Weist die Fahrzeugbewegung ein Gieren auf, rotiert die Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs oder das Fahrzeug um die Fahrzeugvertikalachse. Die Fahrzeugbewegung kann auch eine Schwingungsbewegung beziehungsweise eine alternierende Bewegung von zumindest einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs aufweisen.The vehicle movement can in particular have a rotational movement of at least one vehicle component of the vehicle. The rotational movement can include at least one of a roll, a seesaw, and a yaw of at least one vehicle component of the vehicle. If the vehicle movement shows a sway, the vehicle component of the vehicle or the vehicle rotates around the vehicle's longitudinal axis. If the vehicle movement is rocking, the vehicle component of the vehicle or the vehicle rotates around the vehicle's transverse axis. If the vehicle movement exhibits a yaw, the vehicle component of the vehicle or the vehicle rotates about the vehicle vertical axis. The vehicle movement can also have an oscillating movement or an alternating movement of at least one vehicle component of the vehicle.
Die Fahrzeugbewegung kann ferner eine Translationsbewegung von zumindest einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs aufweisen. Die Translationsbewegung kann beispielsweise ein Stampfen von zumindest einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs aufweisen. Weist die Fahrzeugbewegung ein Stampfen auf, verschiebt sich die Fahrzeugkomponente oder das Fahrzeug in Richtung der Fahrzeugvertikalachse.The vehicle movement can also include a translational movement of at least one vehicle component of the vehicle. The translational movement can include, for example, a pitching of at least one vehicle component of the vehicle. If the vehicle movement exhibits a pitch, the vehicle component or the vehicle shifts in the direction of the vehicle vertical axis.
Bei einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs kann es sich beispielsweise um das Fahrgestell des Fahrzeugs handeln. Eine Fahrzeugbewegung kann sich daher auf das Fahrgestell des Fahrzeugs beziehen. In einem weiteren Beispiel kann es sich bei der Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs um eine Fahrerkabine des Fahrzeugs handeln. Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Nutzfahrzeug, kann sich eine Fahrzeugbewegung alternativ oder zusätzlich zum Fahrgestell auch auf eine Fahrerkabine beziehen. Die Fahrzeugbewegung kann eine Relativbewegung der Fahrerkabine zum Fahrgestell oder zur Fahrbahn sein. Das Fahrgestell und die Fahrerkabine können voneinander getrennte Bewegungen oder gemeinsame Bewegungen erfahren. Die voneinander getrennten Bewegungen können sich gegenseitig bedingen. Die beschriebenen Bewegungen können in dem in Fahrtrichtung vorausliegenden Fahrtstreckenabschnitt auftreten. Bei den Bewegungen kann es sich um Eigenbewegungen oder um durch äu-ßere Fahrzeugumgebungseinflüsse bewirkte Bewegungen handeln. Die Bewegungen können während einer Fahrt des Fahrzeugs oder im Stillstand des Fahrzeugs auftreten.A vehicle component of the vehicle can be the chassis of the vehicle, for example. Vehicle movement can therefore relate to the chassis of the vehicle. In a further example, the vehicle component of the vehicle can be a driver's cab of the vehicle. If the vehicle is a commercial vehicle, a vehicle movement can also refer to a driver's cab as an alternative or in addition to the chassis. The vehicle movement can be a movement of the driver's cab relative to the chassis or the roadway. The chassis and the driver's cab can experience separate movements or joint movements. The separate movements can be mutually dependent. The movements described can occur in the section of the route ahead in the direction of travel. The movements can be self-movements or movements caused by external vehicle environment influences. The movements can occur while the vehicle is in motion or when the vehicle is stationary.
Der in Fahrtrichtung vorausliegende Fahrtstreckenabschnitt kann sich auf eine Vorwärtsfahr oder auf eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs mit einer entsprechenden Fahrtrichtung des Fahrzeugs beziehen. Bei dem in Fahrtrichtung vorausliegenden Fahrtstreckenabschnitt kann es sich um einen vorausliegenden beziehungsweise zukünftig abfahrbaren Abschnitt einer Fahrtstrecke des Fahrzeugs handeln. Der Fahrtstreckenabschnitt kann einen Abschnitt einer Fahrzeugtrajektorie oder einen Abschnitt einer Fahrbahn aufweisen, welche das Fahrzeug befahren kann. Der Fahrtstreckenabschnitt kann prognostiziert werden oder aus einer bekannten Fahrtstrecke extrahiert werden. Der Fahrtstreckenabschnitt kann zumindest einen Wegpunkt entlang einer Fahrtstrecke aufweisen. Der Fahrtstreckenabschnitt kann ferner ein Trajektorienelement einer Fahrtstrecke, beispielsweise einen gekrümmten Fahrtstreckenabschnitt, aufweisen.The travel route section lying ahead in the direction of travel can relate to forward travel or to reverse travel of the vehicle with a corresponding travel direction of the vehicle. The section of the route ahead in the direction of travel can be a section of a route of the vehicle that lies ahead or can be traveled in the future. The travel route section can have a section of a vehicle trajectory or a section of a roadway that the vehicle can travel on. The route section can be forecast or extracted from a known route. The route section can have at least one waypoint along a route. The route section can also have a trajectory element of a route, for example a curved route section.
Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Vorausbestimmen von mindestens einem Steuerungsparameter für ein Dämpfungssystem des Fahrzeugs basierend auf der prognostizierten Fahrzeugbewegung auf. Das Vorausbestimmen kann ein Ermitteln des Steuerungsparameters für eine zukünftig zu erwartende Fahrzeugbewegung aufweisen. Der Steuerungsparameter für das Dämpfungssystem kann derart vorausbestimmt werden, um der prognostizierten Fahrzeugbewegung durch eine Ansteuerung des Dämpfungssystems aktiv entgegenzuwirken beziehungsweise um diese zumindest zu verringern. Mit dem Steuerungsparameter kann mindestens eine Dämpfungskraft von mindestens einem Dämpfer des Dämpfersystems eingestellt werden. Mit dem Steuerungsparameter können auch mindestens zwei Dämpfungskräfte aneinander angepasst werden beziehungsweise differentiell abgeändert werden, um die beschriebenen Effekte zu erreichen. Der Schritt des Vorausbestimmens kann ein Vorausbestimmen einer Dämpfungssteifigkeit beziehungsweise einer Dämpfungskraft aufweisen, welche erforderlich sein kann, um der prognostizierten Fahrzeugbewegung aktiv entgegenzuwirken.As a further step, the method has a predetermination of at least one control parameter for a damping system of the vehicle based on the predicted vehicle movement. The predetermination can include determining the control parameter for a vehicle movement to be expected in the future. The control parameters for the damping system can be predetermined in such a way as to actively counteract the predicted vehicle movement by activating the damping system or at least to reduce it. At least one damping force of at least one damper of the damper system can be set with the control parameter. The control parameter can also be used to adapt at least two damping forces to one another or to modify them differentially in order to achieve the effects described. The step of predetermining can include predetermining a damping stiffness or a damping force, which can be required to actively counteract the predicted vehicle movement.
Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Steuern des Dämpfungssystems basierend auf dem vorausbestimmten Steuerungsparameter auf, um die prognostizierte Fahrzeugbewegung zumindest zu verringern. Bei dem Dämpfungssystem kann es sich um ein Feder-Masse-Dämpfer System handeln. Das Steuern des Dämpfungssystems kann ein Steuern einer Dämpfungssteifigkeit des Dämpfungssystems aufweisen. Das Steuern des Dämpfungssystems kann auch ein Steuern einer aktiv auf dem Fahrzeug aufgebrachten Dämpfungskraft zum Dämpfen einer Bewegung von der zumindest einen Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs aufweisen. Der Schritt des Steuerns kann auch ein Steuern von mindestens zwei Dämpfern beziehungsweise ein Ansteuern einer Dämpferabstimmung von mindestens zwei Dämpfern aufweisen, wobei ein Steuern einer differentiellen Dämpfungssteifigkeit des Dämpfungssystems durchgeführt werden kann.As a further step, the method comprises controlling the damping system based on the predetermined control parameter in order to at least reduce the predicted vehicle movement. The damping system can be a spring-mass damper system. Controlling the damping system can include controlling a damping stiffness of the damping system. Controlling the damping system can also include controlling a damping force actively applied to the vehicle for damping a movement of the at least one vehicle component of the vehicle. The step of controlling can also include controlling at least two dampers or activating a damper tuning of at least two dampers, wherein a differential damping stiffness of the damping system can be controlled.
Im Rahmen der Erfindung kann ein Dämpfungssystem aktiv auf eine zukünftige Dämpfungsaufgabe voreingestellt werden. Ein Steuerungsparameter des Dämpfungssystems kann so vorausschauend bestimmt werden, um das Dämpfungssystem später mit diesem aktiv anzusteuern. Das Dämpfungssystem kann mit der Erfindung so dynamisch vorgesteuert werden.In the context of the invention, a damping system can be actively preset for a future damping task. A control parameter of the damping system can be determined in advance in order to later actively control the damping system with it. The damping system can be pre-controlled dynamically with the invention.
Die Schritte des Verfahrens können kontinuierlich durchgeführt werden. Eine Fahrzeugbewegung kann kontinuierlich prognostiziert werden und basierend darauf ein Steuerungsparameter für das Dämpfungssystem kontinuierlich vorausbestimmt werden. Eine kontinuierliche Steuerung des Dämpfungssystems kann auf der prognostizierten Fahrzeugbewegung basieren und die Einstellung einer Dämpfungssteifigkeit aufweisen. So kann eine Fahrzeugbewegung, welche das Fahrzeug zu einem späteren Zeitpunkt erfahren wird, prognostiziert werden. In dem späteren Zeitpunkt kann das Dämpfungssystem dann aktiv angesteuert werden, um der prognostizierten Fahrzeugbewegung entgegenzuwirken. Das Ansteuern des Dämpfungssystem kann daher nicht als eine Reaktion auf eine aktuelle Fahrzeugbewegung, sondern vielmehr als eine aktive Maßnahme verstanden werden, welche basierend auf einer in der Vergangenheit prognostizierten Fahrzeugbewegung und ohne ein Bestimmen einer aktuellen Fahrzeugbewegung ausgeführt werden kann.The steps of the process can be carried out continuously. Vehicle movement can be continuously predicted and, based on this, a control parameter for the damping system can be continuously predetermined. A continuous control of the damping system can be based on the predicted vehicle movement and have the setting of a damping stiffness. In this way, a vehicle movement that the vehicle will experience at a later point in time can be predicted. At a later point in time, the damping system can then be actively controlled in order to counteract the predicted vehicle movement. The activation of the damping system can therefore not be understood as a reaction to a current vehicle movement, but rather as an active measure which can be carried out based on a vehicle movement predicted in the past and without determining a current vehicle movement.
Das Verfahren kann als weiteren Schritt ein Prüfen umfassen, ob es sich bei der prognostizierten Fahrzeugbewegung um eine ungewollte Fahrzeugbewegung handelt, wobei die Schritte des Vorausbestimmens von mindestens einem Steuerungsparameter für ein Dämpfungssystem des Fahrzeugs basierend auf der prognostizierten Fahrzeugbewegung und des Steuerns des Dämpfungssystems basierend auf dem vorausbestimmten Steuerungsparameter, um die prognostizierte Fahrzeugbewegung zumindest zu verringern. nur dann ausgeführt werden, wenn es sich bei der prognostizierten Fahrzeugbewegung um eine ungewollte Fahrzeugbewegung handelt. Eine ungewollte Fahrzeugbewegung kann beispielsweise dann vorliegen, wenn die prognostizierte Fahrzeugbewegung einen für die Fahrzeugbewegung vorgebbaren Grenzwert überschreitet.As a further step, the method may include checking whether the predicted vehicle movement is an undesired vehicle movement, the steps of predetermining at least one control parameter for a damping system of the vehicle based on the predicted vehicle movement and controlling the damping system based on the predetermined control parameters in order to at least reduce the predicted vehicle movement. only be executed if the predicted vehicle movement is an unwanted vehicle movement. An undesired vehicle movement can be present, for example, when the predicted vehicle movement exceeds a limit value that can be predetermined for the vehicle movement.
Nach einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Dämpfungssystem ein Fahrerkabinendämpfungssystem auf. Bei dem Fahrerkabinendämpfungssystem kann es sich um ein Feder-Masse-Dämpfer System zum Dämpfen von Fahrerkabinenbewegungen handeln. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Prognostizierens ein Prognostizieren einer Bewegung der Fahrerkabine aufweisen. Bei der Bewegung der Fahrerkabine kann es sich um eine Relativbewegung der Fahrerkabine relativ zum Fahrgestell des Fahrzeugs handeln. Ferner gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Vorausbestimmens basierend auf der prognostizierten Bewegung der Fahrerkabine durchgeführt werden.According to one embodiment of the method, the damping system has a driver's cab damping system. The driver's cab damping system can be a spring-mass damper system for damping movements of the driver's cab. According to this In an embodiment, the step of forecasting can include forecasting a movement of the driver's cab. The movement of the driver's cab can be a relative movement of the driver's cab relative to the chassis of the vehicle. Further according to this embodiment, the step of predetermining can be performed based on the predicted movement of the driver's cab.
Befindet sich das Fahrzeug aktuell oder wird es sich in dem vorausliegenden Streckenabschnitt in einem Stillstand befinden, kann das Dämpfungssystem des Fahrzeugs, insbesondere das Fahrerkabinendämpfungssystem eines Nutzfahrzeugs, derart angesteuert werden, dass eine durch ein vorbeifahrendes Fahrzeug versursachte zukünftige Bewegung der Kabine verringert wird. Dies kann dadurch erzielt werden, dass eine Dämpfungshärte des Dämpfungssystems vergrößert wird, wenn das Fahrzeug sich in einem Stillstand befindet oder in einen Stillstand versetzt wird und somit noch bevor ein möglicherweise vorbeifahrendes Fahrzeug eine Bewegung der Kabine verursachen kann. If the vehicle is currently or will be at a standstill in the route section ahead, the damping system of the vehicle, in particular the driver's cabin damping system of a commercial vehicle, can be controlled in such a way that any future movement of the cabin caused by a passing vehicle is reduced. This can be achieved in that a damping hardness of the damping system is increased when the vehicle is at a standstill or is brought to a standstill and thus before a possibly passing vehicle can cause the cabin to move.
Ist auf dem Fahrgestell oder auf der Fahrerkabine Fahrzeugsensorik, insbesondere eine für das automatisierte Betreiben des Fahrzeugs vorgesehene Fahrzeugsensorik, angeordnet, kann mit der Erfindung das Dämpfungssystem derart angesteuert werden, dass prognostizierte Bewegungen der Fahrzeugsensorik, welche aus den prognostizierten Fahrzeugbewegungen resultieren, zumindest verringert werden. Die Zuverlässigkeit beziehungsweise Genauigkeit von mit der Fahrzeugsensorik erfassten Fahrzeugumgebungsmessdaten kann so erhöht werden. So können autonome Fahrten eines Fahrzeugs auf einem Betriebsgelände, beispielsweise ein Anfahren einer Wechselbrücke, durch entsprechend vorausbestimmte Steuerungsparameter unterstützt werden. Die Dämpfungssteifigkeit des Dämpfungssystems kann so beispielsweise während einer sensorisch unterstützten autonomen Fahrt erhöht werden, um Bewegungen der Fahrzeugsensorik zu verringern. Die Erfassungsgenauigkeit der Fahrzeugsensorik kann so erhöht werden.If vehicle sensors, in particular a vehicle sensor provided for the automated operation of the vehicle, are arranged on the chassis or on the driver's cab, the invention can be used to control the damping system in such a way that predicted movements of the vehicle sensors resulting from the predicted vehicle movements are at least reduced. The reliability or accuracy of vehicle environment measurement data recorded with the vehicle sensor system can thus be increased. Autonomous journeys of a vehicle on a company site, for example starting a swap body, can be supported by appropriately predetermined control parameters. The damping stiffness of the damping system can thus be increased, for example, during a sensor-assisted autonomous drive in order to reduce movements of the vehicle sensors. The detection accuracy of the vehicle sensors can thus be increased.
Die Fahrzeugsensorik kann eine GNSS-Antenne aufweisen, welche an einer Fahrerkabine angebracht sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrzeugsensorik auch einen bildgebenden Sensor, beispielsweise eine Kamera aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrzeugsensorik auch einen distanzmessenden Sensor, beispielsweise ein Radargerät aufweisen.The vehicle sensor system can have a GNSS antenna, which can be attached to a driver's cab. Alternatively or additionally, the vehicle sensor system can also have an imaging sensor, for example a camera. Alternatively or additionally, the vehicle sensor system can also have a distance-measuring sensor, for example a radar device.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als weiteren Schritt ein Abfragen des in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegenden Fahrtstreckenabschnitts aus einem kartographischen Informationssystem auf, wobei gemäß dieser Ausführungsform der Schritt des Prognostizierens basierend auf dem abgefragten Fahrtstreckenabschnitt durchgeführt werden kann. Als prognostizierte Fahrzeugbewegung kann so auch eine Fahrzeugbewegung prognostiziert werden, welche zumindest eine Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs in dem abgefragten Streckenabschnitt als der in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegende Streckenabschnitt erfahren kann.According to a further embodiment of the method, this has as a further step an interrogation of the route section ahead in the direction of travel of the vehicle from a cartographic information system, wherein according to this embodiment the step of forecasting can be performed based on the interrogated route section. As a predicted vehicle movement, a vehicle movement can thus also be predicted which at least one vehicle component of the vehicle can experience in the queried route section as the route section lying ahead in the direction of travel of the vehicle.
Um den vorausliegenden Streckenabschnitt aus dem kartographischen Informationssystem abzufragen kann in einem weiteren Schritt des Verfahrens ein Bestimmen einer aktuellen Position des Fahrzeugs durchgeführt werden. Die aktuelle Position kann mit einem auf dem Fahrzeug angeordneten Satellitennavigationssystem beziehungsweise GNSS-System erfasst werden. Der Schritt des Abfragens der vorausliegenden Fahrtstrecke kann so unter Berücksichtigung einer erfassten aktuellen Position des Fahrzeugs durchgeführt werden.In order to query the route section ahead from the cartographic information system, a current position of the vehicle can be determined in a further step of the method. The current position can be recorded with a satellite navigation system or GNSS system arranged on the vehicle. The step of querying the route ahead can thus be carried out taking into account a detected current position of the vehicle.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als weiteren Schritt ein Einlesen von mindestens einer auf das Fahrzeug aktuell einwirkenden Drehrate auf aus der dann ein Drehratengradient ableitbar ist. Alternativ oder zusätzlich zu der Drehrate kann auch eine aktuell auf das Fahrzeug einwirkende Beschleunigung eingelesen werden und daraus ein Beschleunigungsgradient abgeleitet werden. Die Drehrate kann mit einem auf dem Fahrzeug vorgesehenen Drehratensensor beziehungsweise mit einer inertialen Messeinheit erfasst werden. Die Beschleunigung kann mit einem auf dem Fahrzeug vorgesehenen Beschleunigungssensor beziehungsweise auch mit der inertialen Messeinheit erfasst werden. Es kann beispielsweise eine Drehrate um die Fahrzeugvertikalachse des Fahrzeugs mit einem Gierratensensor erfasst und eingelesen werden. Aus der erfassten Drehrate kann eine aktuelle Gierrate und daraus ein Gierratengradient des Fahrzeugs bestimmt werden. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Prognostizierens der Fahrzeugbewegung basierend auf dem abgeleiteten Drehratengradient durchgeführt werden. Wird beispielsweise der aktuelle Gierratengradient bestimmt, kann daraus ein Gieren, welches die zumindest eine Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs in dem vorausliegenden Fahrtstreckenabschnitt erfahren kann, prognostiziert werden. Der Schritt des Vorausbestimmens von dem mindestens einen Steuerungsparameter kann so ferner basierend auf dem prognostizierten Gieren des Fahrzeugs durchgeführt werden.According to a further embodiment of the method, the method has, as a further step, reading in at least one rate of rotation currently acting on the vehicle, from which a rate of rotation gradient can then be derived. Alternatively or in addition to the yaw rate, an acceleration currently acting on the vehicle can also be read in and an acceleration gradient can be derived from it. The yaw rate can be detected with a yaw rate sensor provided on the vehicle or with an inertial measuring unit. The acceleration can be recorded with an acceleration sensor provided on the vehicle or with the inertial measuring unit. For example, a rate of rotation about the vehicle vertical axis of the vehicle can be detected and read in with a yaw rate sensor. A current yaw rate and from this a yaw rate gradient of the vehicle can be determined from the detected rate of rotation. According to this embodiment, the step of predicting the vehicle movement can be carried out based on the derived yaw rate gradient. If, for example, the current yaw rate gradient is determined, a yaw, which the at least one vehicle component of the vehicle can experience in the driving route section ahead, can be predicted from this. The step of predetermining the at least one control parameter can thus also be carried out based on the predicted yaw of the vehicle.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als weiteren Schritt ein Auslesen eines aktuellen Steuerungsbefehls einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs auf. Bei dem Fahrerassistenzsystem kann es sich um ein Fahrzeugstabilisierungssystem beziehungsweise um ein Fahrdynamiksteuerungssystem handeln, beispielsweise um ein ESP-System oder um ein ABS-System. Der aktuelle Steuerungsbefehl kann eine Fahrzeugbewegung beziehungsweise eine Fahrdynamikänderung verursachen, wobei der Zusammenhang zwischen dem Steuerungsbefehl und der Fahrzeugbewegung beziehungsweise der Fahrdynamikänderung definiert beziehungsweise modelliert sein kann.According to a further embodiment of the method, this has as a further step reading out a current control command of a control device for controlling a Driver assistance system of the vehicle. The driver assistance system can be a vehicle stabilization system or a vehicle dynamics control system, for example an ESP system or an ABS system. The current control command can cause a vehicle movement or a change in driving dynamics, wherein the relationship between the control command and the vehicle movement or the change in driving dynamics can be defined or modeled.
Gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Prognostizierens der Fahrzeugbewegung basierend auf dem ausgelesenen Steuerungsbefehl durchgeführt werden. Der Schritt des Prognostizierens kann dabei auf dem Zusammenhang basieren, welcher in einer Steuereinrichtung zum Steuern des Dämpfungssystems des Fahrzeugs hinterlegt sein kann. Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Nutzfahrzeug mit einem Fahrerkabinendämpfungssystem, kann dieses derart gesteuert werden, dass der Fahrer, eventuell mitfahrende Passagiere, eine eventuell vorhandene Beladung oder Einrichtungen im Fahrzeug, wie beispielsweise empfindliche Sensoren oder Steuergeräte, durch die Fahrzeugbewegung oder/und durch die Fahrerkabinenbewegung nicht übermäßig belastet werden. Somit kann ein Fahrer beispielsweise auch bei einem Notbremsmanöver, welches durch ein ABS-System unterstützt wird, oder einem Ausweichmanöver, welches von einem ESP-System unterstützt wird, die Kontrolle über das Fahrzeug behalten. Sind die Fahrzeugdämpfer auf die bevorstehende Fahrzeugstabilisierung vorbereitet, kann auch das Risiko verringert werden, dass die Fahrzeugbeladung Schaden nimmt.According to this embodiment, the step of predicting the vehicle movement can be carried out based on the read control command. The step of forecasting can be based on the relationship which can be stored in a control device for controlling the damping system of the vehicle. If the vehicle is a commercial vehicle with a driver's cabin damping system, it can be controlled in such a way that the driver, any passengers traveling along, any loads or devices in the vehicle, such as sensitive sensors or control devices, through the vehicle movement and / or through the cab movement is not excessively stressed. Thus, for example, a driver can also maintain control of the vehicle during an emergency braking maneuver that is supported by an ABS system or an evasive maneuver that is supported by an ESP system. If the vehicle dampers are prepared for the upcoming vehicle stabilization, the risk of damage to the vehicle load can also be reduced.
Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit einem Fahrgastraumdämpfungssystem, kann dieses derart gesteuert werden, dass der Fahrer, eventuell mitfahrende Passagiere, eine eventuell vorhandene Beladung oder Einrichtungen im Fahrzeug, wie beispielsweise empfindliche Sensoren oder Steuergeräte, durch die Fahrzeugbewegung und/oder durch die Fahrgastraumbewegung nicht übermäßig belastet werden. Ein das Fahragastraumdämpfungssystem aufweisendes Fahrzeug kann beispielsweise als Personenkraftwagen oder als Modulfahrzeug ausgebildet sein. Unter einem Modulfahrzeug soll ein Fahrzeug mit einer Fahrplattform mit unterschiedlichen Wechselaufbauten sowohl für eine Personenbeförderung als auch für einen Gütertransport verstanden werden.If the vehicle is a vehicle with a passenger compartment damping system, it can be controlled in such a way that the driver, any passengers traveling along, any loads or devices in the vehicle, such as sensitive sensors or control units, are caused by the vehicle movement and / or by the movement of the passenger compartment is not excessively stressed. A vehicle having the passenger compartment damping system can be designed, for example, as a passenger car or as a modular vehicle. A modular vehicle should be understood to mean a vehicle with a driving platform with different swap bodies both for passenger transport and for goods transport.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als einen weiteren Schritt ein Bestimmen einer Krümmung des in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegenden Fahrtstreckenabschnitts auf. Wir der vorausliegende Fahrtstreckenabschnitt aus einem kartographischen Informationssystems abgefragt, kann die Krümmung aus dem angefragten Fahrtstreckenabschnitt abgeleitet werden. Alternativ dazu kann die Krümmung auch direkt aus einem kartographischen Informationssystems abgefragt werden. In noch einer weiteren Alternative kann die Krümmung mittels einer Fahrzeugsensorik, beispielsweise mittels eines Kamerasystems ermittelt werden. So kann eine Krümmung beispielsweise aus mindestens einem Kamerabild eines Verkehrszeichens oder einer Fahrbahnmarkierung mittels Methoden der Bildverarbeitung ermittelt werden.According to a further embodiment of the method, the method has, as a further step, a determination of a curvature of the route section lying ahead in the direction of travel of the vehicle. If the route section ahead is queried from a cartographic information system, the curvature can be derived from the requested route section. Alternatively, the curvature can also be queried directly from a cartographic information system. In yet another alternative, the curvature can be determined by means of a vehicle sensor system, for example by means of a camera system. For example, a curvature can be determined from at least one camera image of a traffic sign or a lane marking using image processing methods.
Gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Vorausbestimmens basierend auf der bestimmten Krümmung durchgeführt werden. Bei dem vorausliegenden Fahrtstreckenabschnitt kann es sich um eine Kurve, eine Kehre oder um einen Kreisverkehr mit einer bestimmten Krümmung handeln. Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Nutzfahrzeug, kann dann ein Steuerungsparameter für das Fahrerkabinendämpfungssystem derart vorausbestimmt werden, dass durch das Ansteuern des Fahrerkabinendämpfungssystems mit dem vorausbestimmten Steuerungsparameter beim Befahren der Kurve, der Kehre oder des Kreisverkehrs die Fahrerkabine aktiv zur Kurveninnenseite gegenbewegt wird. Einer durch eine Zentrifugalkraft verursachten und zur Kurvenaußenseite gerichteten Wankbewegung der Fahrerkabine kann so aktiv durch das Steuern des Dämpfungssystems entgegengewirkt werden.According to this embodiment, the step of predetermining can be carried out based on the determined curvature. The driving route section ahead can be a curve, a hairpin bend or a roundabout with a certain curvature. If the vehicle is a commercial vehicle, a control parameter for the driver's cabin damping system can then be predetermined in such a way that the driver's cabin is actively moved towards the inside of the curve by controlling the driver's cabin damping system with the predetermined control parameters when driving on the curve, the hairpin or the roundabout. A rolling movement of the driver's cab caused by centrifugal force and directed towards the outside of the curve can thus be actively counteracted by controlling the damping system.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Schritt des Steuerns zum aktiven Entgegenwirken von mindestens einem von einem Wanken und einem Nicken von der zumindest einen Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs durchgeführt. Das Dämpfungssystem kann zum Entgegenwirken des Wankens derart angesteuert werden, dass die zumindest eine Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs eine dem Wanken entgegengesetzte Kraft auf die zumindest eine Fahrzeugkomponente ausübt beziehungsweise eine entsprechende Steifigkeit aufweist, um das Wanken zumindest zu vermindern. Alternativ oder zusätzlich kann das Dämpfungssystem zum Entgegenwirken des Nickens derart angesteuert werden, dass die zumindest eine Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs eine dem Nicken entgegengesetzte Kraft auf die zumindest eine Fahrzeugkomponente ausübt beziehungsweise eine entsprechende Steifigkeit aufweist, um das Nicken zumindest zu vermindern.According to a further embodiment of the method, the step of controlling is carried out to actively counteract at least one of a roll and a pitch of the at least one vehicle component of the vehicle. To counteract the roll, the damping system can be controlled in such a way that the at least one vehicle component of the vehicle exerts a force opposing the roll on the at least one vehicle component or has a corresponding rigidity in order to at least reduce the roll. Alternatively or additionally, the damping system can be activated to counteract the pitching in such a way that the at least one vehicle component of the vehicle exerts a force opposing the pitching on the at least one vehicle component or has a corresponding rigidity to at least reduce pitching.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist dieses als einen weiteren Schritt ein Ermitteln, ob von dem Fahrzeug ein automatisiertes Fahrtmanöver ausgeführt werden soll, auf. Der vorausliegende Fahrtstreckenabschnitt kann zumindest eine Teilfahrtstrecke des Fahrtmanövers aufweisen. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein automatisiert betreibbares oder autonomes Fahrzeug handeln. Bei dem Fahrtmanöver kann es sich um ein automatisiertes Rangiermanöver, Fahrmanöver, Einparkmanövern Anhängerankopplungsmanöver oder um ein Anfahren und Aufnehmen einer Wechselbrücke handeln. Das Dämpfungssystem kann während eines ermittelten automatisierten Fahrtmanövers derart angesteuert werden, dass Bewegungen von für das Fahrtmanöver notwendiger Fahrzeugsensorik auf dem Fahrzeug zumindest verringert werden. Eine Bewegung der Fahrzeugsensorik durch das Fahrtmanöver als solches kann so weniger durch Fahrzeugbewegungen des Fahrtgestells oder der Fahrerkabine relativ zu Rädern des Fahrzeugs überlagert werden. Die Erfassungsgenauigkeit der Fahrzeugsensorik bei einem automatisierten Fahrmanöver kann so vergrößert werden.According to a further embodiment of the method, this has, as a further step, determining whether an automated driving maneuver is to be carried out by the vehicle. The driving route section lying ahead can have at least a partial driving route of the driving maneuver. The vehicle can be a trade automated or autonomous vehicles. The driving maneuver can be an automated maneuvering maneuver, driving maneuvers, parking maneuvers, trailer coupling maneuvers or starting and picking up a swap body. The damping system can be activated during a determined automated driving maneuver in such a way that movements of vehicle sensors on the vehicle that are necessary for the driving maneuver are at least reduced. A movement of the vehicle sensor system as a result of the driving maneuver as such can thus be less superimposed by vehicle movements of the chassis or the driver's cab relative to the wheels of the vehicle. The detection accuracy of the vehicle sensors during an automated driving maneuver can thus be increased.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden zumindest die Schritte des Vorausbestimmens und Steuerns in Reaktion auf einen Anforderungsbefehl einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Fahrerassistenzsystems durchgeführt. Das Durchführen der Schritte kann so erst dann durchgeführt werden, wenn das Fahrerassistenzsystem eine Aktion ausführt, welche eine Fahrzeugbewegung zur Folge haben kann. Eine Steuereinrichtung mit Stabilisierungsaufgaben kann so beispielsweise eine bestimmte Dämpfersteifigkeit anfordern, um eine Regelaufgabe besser lösen zu können.According to a further embodiment of the method, at least the steps of predetermining and controlling are carried out in response to a request command from a control device for controlling a driver assistance system. The steps can only be carried out when the driver assistance system carries out an action which can result in vehicle movement. A control device with stabilization tasks can, for example, request a certain damper stiffness in order to better solve a control task.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Dämpfungssystems eines Fahrzeugs, welche dazu eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen. Die Steuereinrichtung kann eine Prognoseeinheit zum Prognostizieren von einer Fahrzeugbewegung aufweisen, welche zumindest eine Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs in einem in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegenden Fahrtstreckenabschnitt erfahren kann. Die Prognoseeinheit kann zudem einen Eingang zum Einlesen eines Anforderungsbefehls einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Fahrerassistenzsystems aufweisen. In a further aspect, the invention relates to a control device for controlling a damping system of a vehicle, which is set up to carry out the steps of the method according to the preceding aspect. The control device can have a forecasting unit for forecasting a vehicle movement, which at least one vehicle component of the vehicle can experience in a section of the route ahead in the direction of travel of the vehicle. The prediction unit can also have an input for reading in a request command from a control device for controlling a driver assistance system.
Die Steuereinrichtung kann zudem eine Vorausbestimmungseinheit zum Vorausbestimmen von mindestens einem Steuerungsparameter für ein Dämpfungssystem des Fahrzeugs basierend auf der mit der Prognoseeinheit prognostizierten Fahrzeugbewegung aufweisen. Die Steuereinrichtung kann zudem einen Ausgang zum Ausgeben des vorausbestimmten Steuerungsparameters zum Ansteuern des Dämpfungssystems basierend auf dem in der Vorausbestimmungseinheit vorausbestimmten Steuerungsparameter aufweisen, um die prognostizierte Fahrzeugbewegung so zumindest zu verringern.The control device can also have a predetermination unit for predetermining at least one control parameter for a damping system of the vehicle based on the vehicle movement predicted with the prediction unit. The control device can also have an output for outputting the predefined control parameter for controlling the damping system based on the control parameter predefined in the prediction unit in order to at least reduce the predicted vehicle movement.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein Fahrzeug mit einem Dämpfungssystem und einer Steuereinrichtung zum Steuern des Dämpfungssystems nach dem vorhergehenden Aspekt. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um das beschriebene Nutzfahrzeug mit einem Fahrerkabinendämpfungssystem handeln.In a further aspect, the invention relates to a vehicle with a damping system and a control device for controlling the damping system according to the preceding aspect. The vehicle can in particular be the commercial vehicle described with a driver's cabin damping system.
FigurenlisteFigure list
-
1 zeigt ein Fahrzeug und eine Steuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einem vorausliegenden gekrümmten Fahrtstreckenabschnitt.1 shows a vehicle and a control device according to an embodiment of the invention with a curved route section ahead. -
2 zeigt das Fahrzeug von1 als Nutzfahrtzeug mit einem Dämpfungssystem in einer Seitenansicht.2 shows the vehicle from1 as a commercial vehicle with a damping system in a side view. -
3 zeigt ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten zum Durchführen eines Verfahrens zum Steuern eines Dämpfungssystems eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.3 FIG. 3 shows a flowchart of method steps for performing a method for controlling a damping system of a vehicle according to an embodiment of the invention.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments
In
Das Fahrzeug
In
Die Fahrerkabine
Das Fahrgestell
Das Fahrerkabinendämpfungssystem
In
In einem ersten Schritt
In einem darauffolgenden zweiten Schritt
In einem darauffolgenden dritten Schritt
In einem vierten darauffolgenden Schritt
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 22
- vorausliegender Fahrtstreckenabschnittroute section ahead
- 44th
- FahrtstreckeRoute
- 66
- kartographisches Informationssystemcartographic information system
- 1010
- Fahrzeugvehicle
- 1212th
- FahrerkabineDriver's cab
- 2020th
- DämpfungssystemCushioning system
- 2222nd
- FahrerkabinendämpfungssystemCab damping system
- 2323
- FahrerkabinendämpferCab damper
- 3030th
- SteuereinrichtungControl device
- 4040
- Fahrgestellchassis
- 4242
- FahrgestelldämpfungssystemChassis damping system
- 4343
- FahrgestelldämpferChassis damper
- 4444
- Räderbikes
- WW.
- WankenWavering
- PP
- SteuerungsparameterControl parameters
- S1S1
- FahrtstreckenabfrageRoute query
- S2S2
- FahrzeugbewegungsprognoseVehicle movement forecast
- S3S3
- SteuerungsparametervorbestimmungPre-determination of control parameters
- S4S4
- DämpfungssystemsteuerungDamping system control
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 3090890 B1 [0002]EP 3090890 B1 [0002]
- DE 102015010566 A1 [0002]DE 102015010566 A1 [0002]
Claims (12)
Priority Applications (1)
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DE102019212272.8A DE102019212272A1 (en) | 2019-08-15 | 2019-08-15 | Control of a vehicle damping system |
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ID=74239693
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R003 | Refusal decision now final |